Die wetenskaplikes het 'n geskikte materiaal ontwikkel vir gebruik in termo-elektriese kragopwekkers gebaseer op 'anomalous Nernst effect (ANE)' wat die spanning genererende doeltreffendheid veelvuldig verhoog. Hierdie toestelle kan gemaklik in buigsame vorms en groottes gedra word om klein toestelle aan te dryf en sodoende te vervang batterye.
Termo-elektriese effek behels onderlinge omskakeling van hitte-energie en elektrisiteit; Seebeck-effek genoem, wanneer hitte omgeskakel word na 'n elektriese potensiaal by die aansluiting van twee ongelyksoortige metale, en die omgekeerde word Peltier-effek genoem, dit wil sê die omskakeling van 'n elektriese potensiaal na opwekking van hitte.
Die hitte is in oorvloed, en word soms vermors, wat geoes kan word om elektriese toestelle aan te dryf. Daar was in die verlede baie pogings om kommersieel lewensvatbare tegnologie te ontwikkel om hitte te oes. Die een gebaseer op Seebeck-effek kon weens verskeie beperkings nie die lig sien nie.
'n Minder bekende verskynsel genoem Anomalous Nernst Effect (ANE), dws toepassing van temperatuurgradiënt in 'n magnetiese materiaal genereer elektriese spanning loodreg op hittevloei en is ook in die verlede toegepas vir die oes van hitte en die omskakeling daarvan na elektrisiteit. Die potensiaal daarvan is egter beperk weens 'n gebrek aan geskikte nie-giftige, geredelik beskikbare en goedkoop materiale.
Die soektog na hierdie regte materiaal lyk nou verby! Die navorsers het onlangs berig dat 'n legering gemaak word wat nie-giftig, maklik beskikbaar, goedkoop en smeebaar genoeg is om in dun films gemaak te word om aan die vereistes te voldoen. Met behulp van die proses van doping, het navorsers gemaak Fe3Al of FE3Ga (75% yster en 25% aluminium of gallium). Toe hierdie materiaal gebruik is, is die spanning wat opgewek is 20 keer verhoog.
Hierdie nuut ontwikkelde materiaal blyk baie belowend te wees en kan gebruik word om dun en buigsame materiale te ontwerp wat in staat is om die vermors hitte doeltreffend om te skakel na elektriese spanning, voldoende genoeg vir krag klein toestelle.
Die ontdekking van hierdie materiaal wat net reg is in terme van eienskappe, kan moontlik wees as gevolg van die beskikbaarheid van hoëspoed, outomatiese numeriese rekenaartegnologieë, wat die beperkings van die destydse metode van materiaalontwikkeling wat gebaseer is op 'herhaling' en 'verfynings' effektief oorkom. .
***
Bronne:
1. Universiteit van Tokio 2020. Persverklaring. Oorvloedige element om klein toestelle aan te dryf. ’n Dun, yster-gebaseerde kragopwekker gebruik afvalhitte om klein hoeveelhede krag te verskaf. Geplaas 28 April 28, 2020. Aanlyn beskikbaar by https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html Toegang op 08 Mei 2020.
2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. Yster-gebaseerde binêre ferromagnete vir transversale termo-elektriese omskakeling. Nature 581, 53–57 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z
***
